CN114950123A - 一种净化废气中VOCs及恶臭气态污染物的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种净化废气中VOCs及恶臭气态污染物的系统，系统包括生物净化工段和活性炭吸附工段，生物净化工段包括微生物菌种，活性炭吸附工段连接在所述生物净化工段的下游；所述活性炭吸附工段包括至少两个活性炭储存容器，活性炭储存容器用于容纳储存活性炭，各活性炭储存容器上均设有与所述生物净化工段相连的活性炭进气管，还设有供净化后的气体排出的排气口，各活性炭储存容器上连接的所述活性炭进气管相互并联布置；活性炭吸附工段还包括控制所述活性炭进气管通断以控制废气的流向的控制阀结构。控制阀结构能够控制已经吸附饱和的活性炭储存容器断开，接入新的活性炭储存容器，不需要停止工作，能够实现连续工作。
Description
技术领域
本发明涉及一种净化废气中VOCs及恶臭气态污染物的系统。
背景技术
工业废气的大量排放是造成大气污染的主要原因之一，对工业废气进行有效治理，实现达标排放，是缓解大气污染的有效途径之一。目前，我国的工业废气主要包括火电厂排放的烟气及各种工业企业排放的VOCs等。烟气的主要污染物为NOx、SOx，VOCs包括烃类、醇类、酚类、酮类、硝基类、醚类、酯类、醛类等有机污染物。
目前，处理烟气中的NOx、SOx的方法主要有湿式烟气脱硫、选择性催化还原、选择性非催化还原/脱硝组件技术等，湿式烟气脱硫常采用石灰或石灰石的钙法，其缺点是设备庞大、投资费用高、运行成本高，容易造成二次污染。处理VOCs的方法主要有冷凝法、吸附法、吸收法、膜分离、氧化法等，但处理效率较低、处理成本较高，综合来看，处理效果难以令工业企业接受。
为此，授权公告号为CN211628909U的中国实用新型专利公开了一种VOCs废气处理系统，该系统包括沿废气的流动方向依次相连的生物净化工段和活性炭吸附工段，使用时，废气先进入生物净化工段中，生物净化工段中的微生物菌种对废气中的污染物进行降解，未降解的污染物流动至活性炭吸附工段时被无差别地吸附，经过活性炭吸附工段的废气得到净化，实现达标排放。
目前的废气处理系统，用微生物降解、活性炭吸附配合的方式完成对废气中污染物的净化，但是在实际使用时存在一些弊端：活性炭吸附工段中的活性炭需要进行定期更换，定期更换时则需要将整个废气处理系统停掉，更换完成后再进行开启，导致废气处理系统无法连续工作，废气处理效率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种净化废气中VOCs及恶臭气态污染物的系统，以解决现有技术中需要停机来更换活性炭而导致废气处理效率较低的技术问题。
为实现上述目的，本发明所提供的净化废气中VOCs及恶臭气态污染物的系统的技术方案是：一种净化废气中VOCs及恶臭气态污染物的系统，包括：
生物净化工段，包括用于对污染物进行降解的微生物菌种；
活性炭吸附工段，连接在所述生物净化工段的下游，用于吸附废气中的污染物；
所述活性炭吸附工段包括至少两个活性炭储存容器，活性炭储存容器用于容纳储存活性炭，各活性炭储存容器上均设有与所述生物净化工段相连的活性炭进气管，还设有供净化后的气体排出的排气口，各活性炭储存容器上连接的所述活性炭进气管相互并联布置；
活性炭吸附工段还包括控制阀结构，控制阀结构用于控制所述活性炭进气管通断以控制废气的流向。
有益效果：活性炭吸附工段包括至少两个活性炭储存容器且各活性炭储存容器并联布置，通过控制阀结构能够控制已经吸附饱和的活性炭储存容器与废气断开，并接入新的未吸附饱和的活性炭储存容器，将已吸附饱和的活性炭储存容器断开后能够进行更换或者处理，在此过程中，净化系统不需要停止工作，能够实现连续工作，废气处理效率较高。
优选地，系统还包括用于对未与生物净化工段相连的活性炭进行脱附处理的活性炭脱附结构，活性炭脱附结构包括与所述活性炭储存容器相连的吹气管和脱附气体排出管，吹气管供外部的气体吹入活性炭储存容器中，脱附气体排出管供脱附后的气体排出；
活性炭脱附结构还包括用于对活性炭储存容器内的活性炭进行加热的加热结构。对已吸附饱和的活性炭进行原位脱附处理，不需要移动活性炭储存容器，且活性炭能够实现循环使用，避免浪费。
优选地，各所述活性炭储存容器共用所述吹气管和脱附气体排出管，吹气管、脱附气体排出管对应于各活性炭储存容器均设有支路，所述支路上设有用于控制通断的阀门。活性炭储存容器共用吹气管和脱附气体排出管，成本更低。
优选地，所述加热结构为用于对活性炭进行加热的电加热丝。
优选地，所述脱附气体排出管与所述生物净化工段相连，以将脱附后的气体通入生物净化工段中再次进行微生物降解。脱附气体排出段与生物净化工段相连，脱附后的气体再次进入到生物净化工段中再次进行微生物降解，避免直接排放大气而造成大气污染。
优选地，活性炭储存容器上设有进气口，进气口连接所述活性炭进气管，所述进气口与所述排气口正对布置。进气口与排气口正对布置，保证气体在活性炭储存容器内流动顺畅。
优选地，系统包括连通所述生物净化工段和活性炭吸附工段的气体管道；
所述活性炭储存容器设有两个，两活性炭储存容器的所述活性炭进气管连接于所述气体管道的一处；
所述控制阀结构为设于两活性炭进气管以及气体管道相交处的翻板阀。
优选地，系统包括连通所述生物净化工段和活性炭吸附工段的气体管道；
所述气体管道包括沿气体流动方向依次布置的横向延伸段和向上延伸的阻水段，横向延伸段与所述生物净化工段相连，所述阻水段用于阻止由生物净化工段排出气体中的水分向下游流动。设置阻水段之后能够阻止气体中的水分进入到活性炭中，延长活性炭的使用寿命。且利用向上延伸的阻水段进行阻水，结构简单，不需要另外再设置阻水器。
优选地，所述气体管道还包括位于阻水段下游的折流除雾段，所述折流除雾段用于在气体通过时对气体进行折流除雾。设置折流除雾段之后，能够对气体中的水雾进行去除，延长活性炭的使用寿命。而且利用折流除雾的方式去除水雾，不需要另外再设置除雾器，成本更低，结构更简单。
优选地，所述生物净化工段包括装置外壳，所述装置外壳内设有用于吸附污染物的生物填料，生物填料上附着有所述微生物菌种；
所述装置外壳为玻璃钢外壳。装置外壳为玻璃钢外壳，对气体中的pH没有要求，不会被气态污染物所腐蚀。
附图说明
图1为本发明所提供的净化废气中VOCs及恶臭气态污染物的系统实施例1的示意图；
附图标记说明：
1、生物净化工段；2、进气管道；3、生物填料；4、填料支撑；5、第一装置外壳；6、气体管道；7、阻水段；8、折流除雾段；9、翻板阀；10、活性炭进气管；11、脱附气体排出管；12、加热结构；13、吹气管；14、活性炭吸附工段；15、出气管道；16、活性炭储存容器；17、第二装置外壳。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
本发明所提供的净化废气中VOCs及恶臭气态污染物的系统的具体实施例1：
如图1所示，净化废气中VOCs及恶臭气态污染物的系统（以下简称为净化系统）包括沿废气的流动方向依次布置的生物净化工段1和活性炭吸附工段14，生物净化工段1与活性炭吸附工段14通过气体管道6相连。废气经进气管道2进入生物净化工段1中，生物净化工段1对废气中的污染物（包括VOCs及恶臭气态污染物）进行微生物降解，未进行微生物降解的污染物在流经活性炭吸附工段14时被其中的活性炭进行吸附，净化后的气体经出气管道15排出。
生物净化工段1包括第一装置外壳5，第一装置外壳5为玻璃钢材质，对气体中的pH没有要求，不会被气态污染物腐蚀。在第一装置外壳5中填充有生物填料3，生物填料3为有机成分，对污染物的吸附效果较高，富含微生物菌种数量较高。生物填料3上附着有微生物，微生物能够对吸附的污染物进行降解。具体地，进气管道2位于第一装置外壳5的底部，进气管道2水平横置，第一装置外壳5的顶部有出口，供气体通过。在进气管道2的上方间隔排布有两个填料支撑4，此处的填料支撑4上均布有网格孔，生物填料3放在填料支撑4上，填料支撑4使废气均匀分布通过生物填料3，不会产生局部通气或局部污染物浓度高的情况。在实际使用时，进气管道2的侧壁上可以开孔供废气通过。
虽然生物填料3上附着有微生物，生物填料3能够吸附污染物，微生物能够对污染物进行降解，但在实际工业应用中生物净化工段不可能完全将污染物吸附及转化。如图1所示，本实施例中，在生物净化工段1的下游通过气体管道6连接有活性炭吸附工段14，活性炭吸附工段14内储存有活性炭，活性炭的吸附是没有选择性的，能够对废气中的污染物进行无差别的吸附。
活性炭吸附工段14包括第二装置外壳17，此处的第二装置外壳17与第一装置外壳5为一体式的结构，出气管道15水平横置在第二装置外壳17的底部。在出气管道15的上方水平间隔排布有两个活性炭储存容器16，活性炭储存容器16的底部有排气口，排气口与出气管道15相连通。活性炭储存容器16中容纳有活性炭，活性炭储存容器16的底部开有进气口，且进气口上连接有活性炭进气管10，两个活性炭进气管10均连接在气体管道6的端部。在两个活性炭进气管10以及气体管道6的相交位置处安装有翻板阀9，翻板阀9包括翻板阀门，能够控制气体管道6与其中一个活性炭进气管10相连，而与另一个活性炭进气管10隔开，使用时，当其中一个活性炭储存容器16中的活性炭吸附饱和后能够切换气体的流向，不需要停机进行更换，实现了净化系统的连续作业，效率更高，使用也更加方便。
当活性炭储存容器16内的活性炭吸附饱和后，一方面通过翻板阀9进行换流，另一方面通过活性炭脱附结构对未连入气体通道内的活性炭进行脱附，其中，活性炭脱附结构包括吹气管13和脱附气体排出管11，吹气管13与风机相连，吹气管13引导气体对活性炭进行强制通风，脱附后的气体经脱附气体排出管11排出。如图1所示，两个活性炭储存容器16共用一个吹气管13和一个脱附气体排出管11，吹气管13和脱附气体排出管11上均有与各活性炭储存容器16相连的支路，支路上有阀门，能够控制对应支路通断。
活性炭脱附结构还包括对活性炭储存容器16中的活性炭进行加热的加热结构12，此处的加热结构12为置于活性炭储存容器16中的电加热丝。使用时，通过加热结构12对活性炭的加热以及空气强制流动，能够使活性炭上的污染物进行脱附，使活性炭重合恢复可吸附的状态，实现循环利用。而带有污染物的气体则经脱附气体排出管11排出。为了防止直接排放对大气造成污染，在脱附气体排出管11与进气管道2之间连接有管体（图中未画出），使脱附后的气体再次进行生物净化工段1中进行二次净化。
如图1所示，为了延长活性炭的使用寿命，本实施例中在气体管道6中有除水除雾结构，具体地，气体管道6包括与第一装置外壳5相连的横向段和与横向段相连的阻水段7，阻水段7下游还有折流除雾段8，阻水段7自横向段向上延伸。当气体流到阻水段7时，气体撞击阻水段7，气体中的水分被阻挡在阻水段7处。当气体经过折流除雾段8时，气体弯折流动，不断与气体管道6的内壁撞击，去除气体中的水雾。通过阻水段7和折流除雾段8，能够降低气体的湿度，以此来延长活性炭的使用寿命。
使用时，仅需接入一个活性炭储存容器16，活性炭储存容器16吸附饱和后，通过翻板阀9将另一个活性炭储存容器16接入，并使已吸附饱和的活性炭储存容器16断开。然后启动活性炭脱附结构进行加热通风脱附，脱附气体再次进入到生物净化工段1中，脱附完成的活性炭储存容器16备用。
实施例1中，翻板阀9能够控制两个活性炭储存容器16所连的活性炭进气管10通断，以控制废气的流向，翻板阀9形成控制阀结构。
本发明净化废气中VOCs及恶臭气态污染物的系统的具体实施例2：
实施例1中，控制阀结构为翻板阀。本实施例中，控制阀结构包括连接在各活性炭进气管上的阀门，通过各活性炭进气管上阀门的通断来控制废气的流向，此时，活性炭储存容器的数量可以为三个或三个以上。其他实施例中，各活性炭进气管可以连接在气体管道的不同位置。
本发明净化废气中VOCs及恶臭气态污染物的系统的具体实施例3：
实施例1中，生物净化工段的装置外壳为玻璃钢外壳。本实施例中，生物净化工段中装置外壳的材质可以根据实际情况进行改变，不局限于玻璃钢外壳。
本发明净化废气中VOCs及恶臭气态污染物的系统的具体实施例4：
实施例1中，为了进行阻水除雾，气体管道包括阻水段和折流除雾段。本实施例中，气体管道可以仅包括阻水段。其他实施例中，可以将阻水段和折流除雾段均取消，为了阻水除雾，可以另外再增加阻水器和除雾器。或者，其他实施例中，当废气的湿度较低时，也可以将用来阻水除雾的结构去掉，此时的活性炭进气管可以直接连接在生物净化工段的装置外壳上。
本发明净化废气中VOCs及恶臭气态污染物的系统的具体实施例5：
实施例1中，活性炭储存容器上的进气口和排气口正对布置，能够保证气体流通顺畅。本实施例中，进气口和排气口可以呈一定的角度（比如90°）布置。
本发明净化废气中VOCs及恶臭气态污染物的系统的具体实施例6：
实施例1中，活性炭储存容器的截面面积大于活性炭进气管的截面面积。本实施例中，活性炭储存容器的截面面积可以等于活性炭进气管的截面面积，此时可以认为活性炭储存容器为活性炭进气管延伸所形成的。当然，其他实施例中，活性炭储存容器的材质可以根据实际情况进行改变。
本发明净化废气中VOCs及恶臭气态污染物的系统的具体实施例7：
实施例1中，脱附气体排出段与生物净化工段相连。本实施例中，脱附气体排出段不再与生物净化工段相连，脱附气体排出段中排出的废气与其他的净化结构进行相连，去除污染物后排放到大气中。
本发明净化废气中VOCs及恶臭气态污染物的系统的具体实施例8：
实施例1中，各活性炭储存容器共用吹气管和脱附气体排出管。本实施例中，各活性炭储存容器均单独配备有吹气管和脱附气体排出管。
本发明净化废气中VOCs及恶臭气态污染物的系统的具体实施例9：
实施例1中，加热结构为电加热丝。本实施例中，加热结构的类型可以进行改变，比如用高温水蒸汽进行加热等。
本发明净化废气中VOCs及恶臭气态污染物的系统的具体实施例10：
实施例1中，净化系统包括活性炭脱附结构，对未与生物净化工段相连的活性炭进行脱附处理。本实施例中，将活性炭脱附结构取消，使用时，对已经吸附饱和的活性炭进行更换，由于更换时净化系统不会停止工作，相比现有技术中需停机更换的方式而言，净化处理效率仍然得到了提升。
最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动的修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种净化废气中VOCs及恶臭气态污染物的系统，包括：
生物净化工段（1），包括用于对污染物进行降解的微生物菌种；
活性炭吸附工段（14），连接在所述生物净化工段（1）的下游，用于吸附废气中的污染物；
其特征在于：所述活性炭吸附工段（14）包括至少两个活性炭储存容器（16），活性炭储存容器（16）用于容纳储存活性炭，各活性炭储存容器（16）上均设有与所述生物净化工段（1）相连的活性炭进气管（10），还设有供净化后的气体排出的排气口，各活性炭储存容器（16）上连接的所述活性炭进气管（10）相互并联布置；
活性炭吸附工段（14）还包括控制阀结构，控制阀结构用于控制所述活性炭进气管（10）通断以控制废气的流向。
2.根据权利要求1所述的净化废气中VOCs及恶臭气态污染物的系统，其特征在于：系统还包括用于对未与生物净化工段（1）相连的活性炭进行脱附处理的活性炭脱附结构，活性炭脱附结构包括与所述活性炭储存容器（16）相连的吹气管（13）和脱附气体排出管（11），吹气管（13）供外部的气体吹入活性炭储存容器（16）中，脱附气体排出管（11）供脱附后的气体排出；
活性炭脱附结构还包括用于对活性炭储存容器（16）内的活性炭进行加热的加热结构（12）。
3.根据权利要求2所述的净化废气中VOCs及恶臭气态污染物的系统，其特征在于：各所述活性炭储存容器（16）共用所述吹气管（13）和脱附气体排出管（11），吹气管（13）、脱附气体排出管（11）对应于各活性炭储存容器（16）均设有支路，所述支路上设有用于控制通断的阀门。
4.根据权利要求2所述的净化废气中VOCs及恶臭气态污染物的系统，其特征在于：所述加热结构（12）为用于对活性炭进行加热的电加热丝。
5.根据权利要求2或3或4所述的净化废气中VOCs及恶臭气态污染物的系统，其特征在于：所述脱附气体排出管（11）与所述生物净化工段（1）相连，以将脱附后的气体通入生物净化工段（1）中再次进行微生物降解。
6.根据权利要求1-4中任意一项所述的净化废气中VOCs及恶臭气态污染物的系统，其特征在于：活性炭储存容器（16）上设有进气口，进气口连接所述活性炭进气管（10），所述进气口与所述排气口正对布置。
7.根据权利要求1-4中任意一项所述的净化废气中VOCs及恶臭气态污染物的系统，其特征在于：系统包括连通所述生物净化工段（1）和活性炭吸附工段（14）的气体管道（6）；
所述活性炭储存容器（16）设有两个，两活性炭储存容器（16）的所述活性炭进气管（10）连接于所述气体管道（6）的一处；
所述控制阀结构为设于两活性炭进气管（10）以及气体管道（6）相交处的翻板阀（9）。
8.根据权利要求1-4中任意一项所述的净化废气中VOCs及恶臭气态污染物的系统，其特征在于：系统包括连通所述生物净化工段（1）和活性炭吸附工段（14）的气体管道（6）；
所述气体管道（6）包括沿气体流动方向依次布置的横向延伸段和向上延伸的阻水段（7），横向延伸段与所述生物净化工段（1）相连，所述阻水段（7）用于阻止由生物净化工段（1）排出气体中的水分向下游流动。
9.根据权利要求8所述的净化废气中VOCs及恶臭气态污染物的系统，其特征在于：所述气体管道（6）还包括位于阻水段（7）下游的折流除雾段（8），所述折流除雾段（8）用于在气体通过时对气体进行折流除雾。
10.根据权利要求1-4中任意一项所述的净化废气中VOCs及恶臭气态污染物的系统，其特征在于：所述生物净化工段（1）包括装置外壳，所述装置外壳内设有用于吸附污染物的生物填料（3），生物填料（3）上附着有所述微生物菌种；
所述装置外壳为玻璃钢外壳。
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